¿Cómo transporta un cable coaxial RF, audio y baja frecuencia? señales? Entiendo que debe haber una diferencia entre todos estos, por ejemplo, el camino de regreso a través del escudo o no.
¿Alguien puede explicar qué sucede en cada caso de los 3 tipos de señales? En términos generales, cómo se usa el escudo, etc.
Respuestas:
¿Qué es una señal? Es un voltaje, por lo que es una diferencia de potencial entre dos conductores. Por lo tanto, ambos conductores son necesarios para transmitir información. Cuando dice que uno de los conductores está conectado a tierra, todo lo que significa es que mide todos los voltajes con respecto a ese potencial, es decir, es su referencia.
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Un cable coaxial es lo que se conoce como una guía de onda y la energía fluye en el espacio entre el conductor central y el interior del exterior (blindaje). La propagación es el modo TEM00 (transversal magnético eléctrico) que duplica la propagación en el espacio libre. Curiosamente, el frente de onda en propagación crea corrientes eléctricas en las superficies de los conductores que soportan el frente de onda. La profundidad de penetración de estas corrientes está dictada por la profundidad de la piel y, por lo tanto, está controlada por la frecuencia de la señal (cuanto mayor es la frecuencia, menor es la penetración). Es este efecto el que esencialmente aísla la señal interna de cualquier señal que fluya en el exterior del cable coaxial (que también tiene una profundidad de influencia limitada).
Aquí hay una excelente foto de la Universidad de York
Muestra el modo de operación TEM muy deseable, con las líneas de campo eléctrico radiales y las líneas de campo magnético circunferenciales. La energía fluye en el medio entre los conductores. Las corrientes localizadas en los conductores soportarán los campos adyacentes sin movimiento neto de carga a lo largo de la longitud.
Por el contrario, una señal de CC fluirá a lo largo de los conductores.
Y aquí hay una foto de Microwaves101.com
Muestra corriente superficial a 40 GHZ.
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Para las señales de RF, el blindaje transporta la señal tanto como el conductor central, y si se rompe en alguna parte, el rendimiento del cable se degradará seriamente.
El escudo limita el ruido al contener el campo EM de "señal" deseado entre el conductor central y el interior del escudo, actuando esencialmente como una jaula de Faraday , manteniendo su señal adentro y otras señales (ruido) afuera. El blindaje puede contener completamente (idealmente) el campo EM que transporta la señal precisamente porque transporta corrientes iguales y opuestas a las del conductor central en cada punto a lo largo del cable. Si este no fuera el caso, tendría que haber un campo externo. Por lo tanto, el escudo es también la ruta de corriente de retorno.
La geometría del blindaje con respecto al conductor central también define la impedancia característica del cable. Si hay discontinuidades en el escudo, la señal se distorsionará por reflejos . En el caso de que el escudo esté completamente desconectado en un extremo, las distorsiones son probablemente bastante horribles, y la transferencia de energía del controlador de línea al receptor probablemente sea bastante pobre, ya que la mayor parte de la potencia se reflejará de nuevo en el controlador de línea.
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